基于AMESim/Simulink的防抱死制动系统联合仿真研究开题报告

1. 研究目的与意义

汽车制动性能是汽车的主要性能之一，良好的制动性能是交通安全的重要保障。近年来，随着电子计算机仿真技术的发展，为汽车制动过程的研究提供了极其有效的方法和手段。通过对汽车制动过程的多工况仿真计算，可实现汽车结构、运动参数及环境因素对汽车制动过程影响的研究，从而达到显著提高汽车的制动性能的目的。汽车的防抱死制动能提高汽车的安全性能，减少交通事故的发生。汽车防抱死制动系统(ABS)是一种具有防滑、防锁死等优点的汽车安全控制系统,，使汽车在制动状态下仍能转向，保证汽车的制动方向稳定性，防止产生侧滑和跑偏，是目前汽车上最先进、制动效果最佳的制动装置。汽车防抱死制动系统(ABS),关系着汽车制动的安全性,也极大地制约着电子稳定性程序(ESP)的研发和整车的自主研发。ABS对汽车不仅有举足轻重的重要作用,而且有很大发展潜力和广阔的市场前景.因此,对ABS的研究是很有经济价值和社会意义。基于此，课题主要通过AMESim（AMESim为多学科领域复杂系统建模仿真平台,AMESim使得工程师迅速达到建模仿真的最终目标）对车辆的防抱死制动系统进行建模，通过一定的控制策略对其实现制动仿真。

2. 国内外研究现状分析

1936年,德国博世公司(bosch)申请一项电液控制的abs装置专利,促进了abs技术在汽车上的应用。汽车上开始使用abs始于20世纪50年代中期福特汽车公司,1954福特汽车公司在林肯车上装配法国航空公司的abs装置,这种abs装置控制部分采用机械式,结构复杂,功能相对单一,只有在特定车辆和工况下防抱死控制才有效,因此制动效果并不理想。机械结构复杂使abs装置的可靠性差、控制精度低、价格偏高,使abs技术在汽车上的推广应用举步维艰。直到70年代后期,由于电子技术的迅猛发展,为abs技术在汽车上的应用提供了可靠的技术支持。abs控制部分采用了电子控制,其反应速度、控制精度和可靠性都显著提高,制动效果也明显改善,同时其体积逐步也变小,质量也逐步减轻,控制与诊断功能不断增强,价格也逐渐降低。这段时期许多家公司都相继研制了形式多样的abs装置。进90年代后,abs技术不断发展成熟,控制精度、控制功能不断完善。现在发达国家已广泛采用了abs技术,abs装置已成为汽车的必要装备。

abs装置制造商主要有:德国博世公司(bosch),欧、美、日、韩国家的汽车采用的最多;美国德科公司(delco),由美国通用及韩国大宇汽车采用;美国本迪克斯公司(bendix),由美国克莱斯勒汽车采用;还有德国戴维斯公司(teves)、德国瓦布(wabco)、美国凯尔西海斯公司(kelseyhayes)等,这些公司的abs产品都在广泛地应用,而且还在不断发展、更新和换代。

我国对abs的研究始于20世纪70年代，1977年，长春汽车研究所首先进行了气压制动abs的研究。西安公路学院开发了中规模集成逻辑电路型电子abs,于1982年10月进行了路上实验。东风汽车公司于1985年引进了德国knoor公司气压abs，安装于eq140汽车上进行试验研究，并开发了电控部件。航空部五一四厂研制的3500-qfbd-2型气压电子abs，于1986年12月通过了技术鉴定，应用对象为ca140载货汽车,该系统在硬件设计上设置了路面选择开关,汽车制动前由驾驶员根据路面状况人为地进行选择，系统无法自动识别不同的路况近年来，交通部重庆公路研究所先后开发了两代abs产品，其第二代产品为fkx-ac1型，适用于中型汽车，该产品中央处理器采用了美国intel公司的mcs-96系列8098单片机，其中控制软件、传感器和执行机构都由自己研制，现已在部分车辆上试装。济南重型汽车集团技术中心自1994年开始研究气压制动abs,目前已研制成功了16位的汽车防抱死制动电子控制器。清华大学汽车工程系1989年开始abs的理论研究，1991年引进美国本迪克斯abs，并已安装在bj-213(切诺基)吉普车上，同时自行开发mcs-51与mcs-96系列单片机控制器，并进行了初步的道路试验。

3. 研究的基本内容与计划

研究内容：

1.利用amesim软件液压系统建模的优势,建立较精确的制动主缸模型、abs液压调节单元模型和制动轮缸模型。

2．在matlab/simulink环境中建立了车辆模型。

4. 研究创新点

课题用AMESim建立了较高精度的单轮液压系统模型，用Simulink/Stateflow建立制动器模型，通过S函数进行数据交互，实现系统的联合仿真。模型不仅具有很高的精度，也验证了联合仿真方法的有效性，而且该模型在实际的开发中过程中也有一定的指导意义。该仿真方法具有良好的可行性和实用性。